Repararea și consolidarea suprafețelor metalice de înaltă performanță ale echipamentelor din industria metalurgică
Tehnologia de placare cu laser conduce la o revoluție în eficiența și durata de viață a echipamentelor!
În industria metalurgică, echipamentele cheie, cum ar fi laminoarele, echipamentele de turnare continuă și sistemele de furnal, au fost mult timp supuse unor provocări multiple, cum ar fi uzura extremă, oxidarea la temperaturi ridicate și coroziunea chimică, rezultând în opriri frecvente și costuri ridicate de operare și întreținere. Având ca bază placarea cu laser, combinată cu procesele de fabricație aditivă (AM) și de îmbunătățire a funcționalității suprafețelor, compania noastră oferă clienților metalurgici globali un lanț complet de servicii, de la repararea pieselor vechi până la preîntărirea noilor produse, contribuind la creșterea duratei de viață a echipamentelor de 3-8 ori, la reducerea costurilor globale de operare și întreținere cu mai mult de 50% și la satisfacerea nevoilor de producție ecologică și de transformare cu emisii reduse de carbon.
Ⅰ. Analiza punctelor sensibile din industrie și a cerințelor componentelor de bază
- Sistem de laminare și turnare continuă
Role/rolă de turnare continuă:
Cerință: În timpul procesului de laminare, lingoul de oțel este supus unei temperaturi ridicate (1200 ℃ +) și unei presiuni ridicate (≥2000 tone) de frecare și este necesară o acoperire super rezistentă la uzură cu o duritate de suprafață ≥HRC 60, rezistând în același timp la coroziunea oxidului de fier 26.
Deteriorări tipice: fisuri de oboseală termică, exfoliere a suprafeței, toleranță dimensională (uzura suprafeței rolelor ≥2mm).
Arbore de angrenaj / scaun de rulment al laminorului:
Cerință: Anti-micro-uzură și fractură de oboseală sub sarcină de cuplu mare, iar precizia ansamblului original trebuie menținută după reparație (toleranță ± 0,05 mm).
- Echipamente de topire și sinterizare
Tuyere pentru furnal/valvă de aer cald:
Cerință: Este necesară o temperatură ridicată (1400 ℃) și rezistență la eroziunea zgurii, acoperire rezistentă la șocuri termice (substrat corespunzător coeficientului de dilatare termică).
Grilaj pentru căruciorul de sinterizare:
Cerință: rezistență la oxidarea la temperaturi ridicate (800 ℃) și coroziunea sulfurilor (mediu SO₂/H₂S), extinderea ciclului de înlocuire a grătarului la de 3 ori mai mare decât cel original.
- Sistem auxiliar și de transport
Căptușeală pentru rolele transportoare/chute:
Cerință: rezistență la uzura prin impact a particulelor de minereu (duritate Mohs ≥7), reducerea frecvenței de înlocuire a căptușelii (extinsă de la 3 luni la 1 an).
Rotorul pompei de desulfurare/valva de evacuare a fumului:
Cerință: rezistență la coroziunea în mediu acid (pH 2-4, concentrație Cl- ≥5%), prevenirea fisurării prin coroziune sub tensiune și prin pitting.
Ⅱ. Avantajele tehnologiei de placare cu laser și sistemul de materiale
- Avantaje tehnice de bază
Rezistență la lipire de grad metalurgic: Rezistența la lipire între stratul de placare și substrat este ≥400MPa (ASTM C633), depășind cu mult placarea tradițională (200-300MPa), eliminând riscul de desprindere.
Reparații de precizie la nivel de microni: Robotul cu șase axe cooperează cu sistemul coaxial de alimentare cu pulbere pentru a realiza reparații la nivel de 0,1 mm ale suprafețelor curbate complexe (cum ar fi restaurarea conturului suprafeței rolelor), iar zona afectată de căldură este ≤0,3 mm pentru a evita deformarea substratului.
Acoperire funcțională compozită: suportă designul “material gradient + structură bionică”, de exemplu:
Strat compozit rezistent la uzură și la coroziune: suprafață WC-Co (duritate HRC 65) + strat intermediar Inconel 625 (rezistență la temperaturi ridicate) + strat inferior FeCrNiMoB (tampon de impact).
- Selectarea materialelor și adaptarea performanțelor
| Cerințe privind condițiile de lucru | Materiale recomandate | Indicatori de performanță | Standarde internaționale |
| Ultra - dur și rezistent la uzură | WC - 12Co (carbură de tungsten - cobalt) | Duritate HRC 62 - 67, rezistență la uzură crescută de 8 ori | ISO 11124 - 2 (Pretratare prin sablare) |
| Anti - oxidare la temperaturi ridicate | Inconel 625 (aliaj pe bază de nichel) | Rezistență la temperaturi de până la 1000°C, rată de oxidare a sulfurilor redusă cu 70% | AMS 5383 (Specificații pentru aliaje pe bază de nichel) |
| Coroziune rezistentă la acid | Hastelloy C276 (Hastelloy) | Rezistență la coroziunea cu acid sulfuric 10% (ASTM G48A) | NACE MR0175 (Rezistența la coroziunea hidrogenului sulfurat) |
| Rezistența la oboseala la impact | FeCrNiMoB (aliaj pe bază de fier) | Rezistență la impact ≥80J/cm² (ISO 148) | ASTM E23 (Test de impact cu crestătură) |
Ⅲ. Sistem de servicii pe tot parcursul procesului și control al calității
- Procesul de reparare a pieselor vechi
Evaluarea daunelor:
Utilizați scanarea 3D (precizie ± 0,05 mm) și analiza metalografică pentru a cuantifica adâncimea fisurii și uzura cilindrului.
Proiectarea procesului:
Pe baza bazei de date a condițiilor de lucru (inclusiv 2000+ cazuri metalurgice), se potrivesc materialele și parametrii laserului (putere 3-8kW, rata de alimentare cu pulbere 15-50g/min).
Implementarea la fața locului:
Stația de lucru mobilă de placare cu laser sprijină operațiunile la fața locului în oțelării și este echipată cu un sistem de recuperare a pulberilor (rată de utilizare ≥ 95%).
Post-procesare și certificare:
Shot peening pentru îmbunătățirea rezistenței la oboseală (ISO 1143) + detectarea defectelor prin penetrare (ASTM E1417) + testul în ceață de sare (3000 de ore)67.
- Procesul de preîntărire a produsului nou
Preîntărirea căptușelii laminorului: substrat 42CrMo + înveliș WC-12Co, duritate crescută de la HRC 25 la HRC 65, durată de viață extinsă de la 6 luni la 3 ani.
Fabricarea integrată a tuyerei de furnal: substrat din aliaj de titan + strat rezistent la coroziune Ta (tantal) placat cu laser, durata de viață a rezistenței la eroziunea zgurii a crescut la 5 ani.
IV. Cazuri și beneficii ale cooperării internaționale
- Proiect european de reparare a laminoarelor de oțel
Problema: rolele de laminare la cald trebuie înlocuite la fiecare 3 luni, cu un cost unic de 120.000 de euro.
Soluție: Placare cu laser WC-12Co (grosime 2,5 mm), durata de viață a rezistenței la uzură a crescut la 18 luni.
Rezultat: Economii anuale de 480.000 de euro, certificate de TÜV Rheinland.
- Îmbunătățirea rezistenței la coroziune a supapelor de evacuare a fumului din topitoriile de cupru din America de Sud
Cerință: Gazele de ardere acide au provocat coroziunea și perforarea supapei în 6 luni.
Soluție: Acoperire cu laser Hastelloy C276 (grosime 1,8 mm), rezistența la coroziune depășește 3 ani.
Beneficii: Reducerea costurilor de întreținere cu 65%, creșterea disponibilității echipamentelor la 95%.
V. Extinderea tehnologiei și direcția viitoare
Îmbunătățirea inteligentă a echipamentelor: Dezvoltarea roboților de placare cu laser AI-driven, monitorizarea morfologiei bazinului topit în timp real, ajustarea dinamică a puterii și a ratei de alimentare cu pulbere și îmbunătățirea eficienței de prelucrare cu 30%.
Producție ecologică: Reducerea consumului de resurse metalice de către 70% prin refabricare, în conformitate cu cerințele UE privind tariful de carbon (CBAM).
Cercetare și dezvoltare de materiale speciale: Dezvoltarea de acoperiri rezistente la coroziunea zincului lichid (role pentru linia de galvanizare metalurgică) și acoperiri anti-aderență a zgurii de aluminiu (piese pentru cuptorul de topire a aluminiului).
Refaceți vitalitatea echipamentelor metalurgice cu placare laser - cu ajutorul tehnologiei inovatoare și al unei rețele globale de servicii, ajutăm clienții să obțină “zero timp de inactivitate neplanificat” în condiții de lucru dificile și promovăm industria metalurgică către un viitor eficient și durabil.
